Starke Temperaturabhängigkeit der Wasser-Reorientierung in hydrophoben Hydratationsschalen

Wir untersuchen die Temperaturabhängigkeit der orientationalen Mobilität von Wassermolekülen, die hydrophobe molekulare Gruppen solvatisieren, mit femtosekunden Mid-Infrarot-Spektroskopie. Wir beobachten, dass diese Dynamik eine starke Temperaturabhängigkeit zeigt. Bei Temperaturen von 10 ps, was mehr als viermal langsamer ist als in reinem Wasser. Mit steigender Temperatur beschleunigt die Reorientierung der solvatisierenden Moleküle stark und wird viel ähnlicher der Reorientierungsrate der Moleküle in der Bulk-Flüssigkeit. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass Wassermoleküle relativ starre Solvationsstrukturen um hydrophobe molekulare Gruppen bilden, die bei erhöhten Temperaturen schmelzen.